An Application of Catalogue Database for the Modeling of Pipe Parts in Ship Design

한국 (財 D/C&W

■학회 논문집

제

7 5

권 제 /호

2010년 2

월 pp.

60-69

카탈로그 데이터베이스를 이용한 선박 배관부품의 효과적인 모델링 절차 개발 사례

황세윤

*

, 이장현 ** , 김승현 * , 김광식 * , 이성제 *

*학생회원, 인하대학교 대학원

**종신회원, 교신저자, 인하대학교 선박해양공학과 - 논문투고일 : 2009.

09.

17

- 논문수정일: 2009. 12. 16 - 심사완료일:

2009. 12.

21

An Application of Catalogue Database for the Modeling of Pipe Parts in Ship Design

Se

Yun Hwang

*

,

Jang

HyunLee

** ,

Seimg Hyun Kim

*

, Kwang Sik

Kim * and

Sung Je

Lee *

ABSTRACT

Outfitting systems

in marine vessels have many

kinds of standard parts. Ship

CAD system should

support

the designers

with an efficient tool

forthe modeling

of

outfitting parts

such

as

pipes

and valves.

We develop

apractical procedure for apart master

model that

combines ship CAD systems

with

the industrial

standard. Part

master or catalogue

database of standard equipments is

included in the

data­

base

of

ship

CAD.

Thepart master makes the associations

of

three

dimensional modeling

with the

industrial standard. Moreover, it

reflects the automatic modeling

to

maintain

attributes

that are dis

­ closed

in the entity of eachpart masterin order to reduce the

modeling

time. Entity

and attributes of

pipe and

valves

are chosen

from JIS(Japanese Industrial Standards) in

order to

explain

the proposed

procedure.

Suggested procedure

explains

that

three dimensional model

of equipment is

generated by parsing

the

pre-defined

attributes afterthe

entities of

part

masters

is stored indatabase.

Key words

: Outfitting system, Catalogue, Ship CAD,

Part masters, Pipes and

Wives

1 .서 론

선박 설계는

기본 설계,상세 설계 및

생산 설계

단 계로

진행된다. 각 단계는 크게 선체설계

(Hull

design) 와

의장설겨

〕(Outfitting design)로 나누어 진행된다

“

지.

선체는 두

가지 종류의

부품(판재와 보강재)으로

구성

되므로 선체 설계는 설계할 부품의 종류는 매우 단순 하다고

할수 있다.

그러나 의장 설계의 대상은 배관,

거주

구역,

기계부품과

전기/전자

부품이므로

매우

많

은

개수의

부품 종류를

가지고 있다. 보편적으로

선박 한

척의

의장 부품은 수십만 개에

달하며

그 종류도

몇

천개 이상에 달한다.

따라서

전장

설계,

기장

설

계, 배관

설겨

〕,

선실

설계 등으로 나누어 유사한 성격 을 가진 부품을

묶어서

설계를

수행한다.

Fig.

1

은 일

반적인 배관 설계 절차와 주요 정보를 간략하게 설명 하고

있다.

기본 설계

_(Basic

design) 단계에서는

P&ID(Pipe

&

instrumentation

diagram)

로

불리는 2차원

계통도를

작성하고,

상세

설계 (Detail design)

에서는 계통도에 정의된

각각의 부품을 3

차원

형상으로

모델링함과동 시에

각 부품이 조립

및

설치되는 선체 블록에 좌표

및 위치를 할당하는

배치 작업을

수행한다.

그리고

생

산 설계(Mfg. design) 단계에서는 각 부품 또는

유닛

별로 제작

및

설치를 위한 도면을

작성한다.

이

과정 에서 설계 자재명세서

(E-BOM:

Engineering bill of

material)와 상세

^{자재명세서}(Detail BOM),

생산 자재 명세서

(Mf宮

B0M)

를

추출하며,

설치도(ISO

drawing), 제작도(Spool

drawing)와같은

도면을 생성한다.

일반

적으로

기본

설계

단계까지는

각 의장

시스템 별로독 립된 계통도를

작성하고 파일

단위로 저장하지만,

상

세

설계

이후에는

선박 제품

모델 데이터베이스에

모 든 설계 결과를 저장한다.

의장 설계는 많은 종류의 부품을 대상으로

반복적

60

으로 3

차원 모델링

작업을

수행하므로,

각

단품의

형 상을

직접 그리는 대신에미리 정의한

각

단품의

기준

부품의

메타 데이터를 이용하여 속성만을 정의함으로

써 지동으로 3차원

형상이 생성되도록 도와주는 기능 이 필요하다. 또한

선박의

배관

부품은

선급(Ship

registration class) 및 국내외 표준

규격으로

이미 사

양과 속성이

정의되어 있다.

따라서

선박

CAD 시스 템은 국내외

산업

표준에 정의된

의장

부품을효과적 으로 반영할

수

있는 기능을 제공하여야

한다.

따라서 선박 CAD는

의장

부품의

종류

별로 기준부 품(Part master) 또는

카탈로그

(Catalogue)

와 같은 형 태의

데이터베이스를

지니고 있어야 하며, 이를 이용 하여 자동화된 모델링 방법을

제공하여야 한다

hi

. 즉,

설계자는

특정한

배관

부품이 속하는

기준부품을 선택하고

사양 또는

속성에

해당하는

값만을

입력함

으로써

자동으로

3

차원 모델링이

생성될 수

있도록

하

여야한다.

이러한

카탈로그

또는

기준부품은

배관 설 계의 효율성을 향상시킴과

동시에

자재명세서 및 구

매

사양서(POS:

Purchase

order specification)#

자 동으로 추출할 수

있도록

하는

기초

기능에 속한다叫

현재까지 대부분의

선박

CAD

시스템은 3

차원

격 자

(Wireframe)

모델을

바탕으로

구성 되어 있으니? 최

근

들어

곡면 및 솔리드 모델

기반의

3차원 CAW 도입하는 조선소가

생기고

있다. 그러나

실제로

3차 원 선박용 CAD의

의장

설계 기능은 기존에

플랜트 설계

등에

이용되고 있는

CAD

시스템을

선박 설계에

필요한 기능과 제품 모델로 수정하는

과정을 거쳐서

적용되고

있다.

이 과정에서

카탈로그

정보를 추가하 는

작업이 필요하다.

파라메트릭

모델링(Parametric modeling)

방법은

크

게 두 가지로나누어진다.

일반적인

특정한속성을 변

수로 지정하거나 수치

및

기하학적 제약조건,

또는

형

상특징

(Feature)

을

이용하여

형상의 생성을 쉽게 하는

방법을

파라메트릭

모델링이라

하고

파라메트릭 모델 링

기법을 활용하여

특정 부품 군을

대표하는 마스터

CAD모델을 만들고 그

설계 변수(Parameter)를

정의 하는

방법을 파트 패밀리

(Part ftimily)

라고 한다.

많은

산업에서 앞의

모델링 방법을

활용하지만

플 랜트

산업의

경우제품의

수는

많으나 일부

특수한 경

우를 제외하고는 일반적으로 사용되는

규격의

표준 부품들을

사용하기

때문에

히사 내에서

시용되는공 용

부품

또는

완성품을

기준제품(Product

master)

으로 정하고 이러한부품들을

카탈로그에

설계 변수와

3차

원 형상간의

관계를 사전에

정의하여

저장하며 설계 자는

카탈로그를 이용한 설계를

하게

되고 형상을

정

의하기 위한 치수

값을

모델링과정에서 결정하게 된 다陌니 2].

선박의

배관재도 위와 동일한

방법을 이용하여 각

기준부품 별로 설계

변수를

사전에 정의하고 변수를 입력함으로써 3

차원 형상을 만들어 낼

수

있을것이 다. 본 연구에서는

선박용 3차원

CAD

의

개발과정에 서

배관

부품의 기준부품 정보를 데이터베이스에 정

의하고 활용하기 위한 방안을 제시하였다.

본

연구는

기준부품의 구축 절차와방법을

제시하 고, 국내외 표준을

적용하기

위한

방법을 제시하였다.

각각의 기준부품을 종류

별로 객체로 모델링하고

설 계

변수를

속성으로

정의하였다. 정의된

속성을 이용

하여 기준부품의

특징을 상속받은 개별 부품을 설계

하기

위한

방안을 제시하였다.

또한 기준부품 정보를 이용하여 지재명세서

(BOM:

Bill

Of

Material), 사양 정보를

추출하는 예제를 제시하였다.

본 연구는 3

차원 선박

_CAD

시스템의

하나인

Intergraph

사의

SM3D

를

모델링

커널 및 개발

환경으

로

이용하여

수행하였디..

Fig.

1.

Schematic

procedure of

outfitting

design

and

data

generation.

2. ^{기준부품의 카탈로그 데이터베이스} 구축 절차

2.1 데이터베이스구조

일반적인 기계 부품

설계를 위한 CAD

시스템은 설 계

산출물을 전산 파일로

저장한다.

따라서 각 단품과

조립품을

파일로 저장하며 이를

관리하기

위한 별도

의

제품 구조

관리,

문서, 도면 관리

체계를 이용하고

있다.

이러한

이유로 일반적인 CAD

시스템을

이용하

여 표준

부품을

설계하고자 할

때는 CAD 시스템에서 이미

제공하고

있는 형상특징과

설계

변수를

조합하 여

형상을

생성한다.

한국

CAD/CAM

^{학회 논문집 제}

15

^{권 제}

1

^호 2010^년 2^월

62 황세윤, 이장현, 김승현, 김광식, 이성제

그러나

대부분의

선박 설계용 CAD

시스템은 설계

결과를 파일이

아닌 데이터베이스(이하

DB) 시스템 에 저장한다. 선박

CAD

의 DB 시스템은 선박

3차원

형상

모델,

주요

도면,

자재 목록 등 설계 결과를

저 장함으로써

선박 제품 모델을 포함하고

있다叫

서론에서

언급한 바와

같이

의장 부품은 국내외

표

준 규격을

만족하는

제품

중에서 선택하여 조립 설치 하므로

실물의

3차원 형상을

상세히게

설계하기

보다

는

국제

표준에서

정한

부품 종류별 속성만을 이용하 여 단순화된 형상으로

모델링하여야

한다. 따라서

의 장 부품의 개수를 감안하면 개별 부품을 완벽한

3

차

원

형상을 모델링하기

보다는표준에서

정한 속성 정 보만을 입력함으로써

특징적인

3

차원 모델이

생성되 도록

하는 것이

효과적이다.

이러한 이유로 기준부품

또는 표준부품을

CAD의 데이터베이스에 직접 생성

하고

모델링할

수

있는절차가

좀

더

효과적이라고 할 수

있다.

Fig.

2는 Ship

CAD의

객체

(Object)

중심의

구조를 표현한

것이다.

Mechanical

CAD

^{와는 달리 객체 중심}

으로

Method,

Attribute,

Geometry/]-DB

에

속성으로

저장되며 각 객체간의 관계는 Relationship

으로 정의 한다.

또한 새로운 기준부품은

Application

과 COM interface

를

통해 정의되어

진다.

Fig.2.

Object

entity

oriented structure of ship CAD.

Fig.

3은 본

연구에서

사용한 SM3D

에서 기본적으

로

제공하는 DB

구성을

개략적으로

표현한

것이다.

각

DB는 다음과

같이 세 가지로나누어

정보를 저장 및 관리하고

있다.

① 카탈로그 DB: 장비

(Equipment),

밸브(Valve), 요소부품(Component)와 같은

최종

부품의 3차원 모

델을

생성할

때 필요한 참조

데이터(Refbreiice data) 와

속성 정보,

의장 부품과

선체

부품사이의

관계를 저장한다.

참조

데이터는 각

부품을 생성하기 위한 심볼

(Symbol),

형상 관계, 명명 법칙을 가지고

있다.

또한 기준부품을

새롭게

추가하거나

삭제,

수정할 수

있다.

② 카탈로그의 DB

스키마(Schema): 카탈로그 DB 에 존재하는

각 기준부품의

객체(Entity)

의 테이블 (Ihble)에

정의한 별도의

DB이다.

또한 각

기준부품

사이의 연관관계를 정의하고

있다.

따라서 DB

질의문

(SQL)을 이용하면 각 기준부품이

가진

속성 값을

조

회할 수

있다.

③ 모델 DB: 설계된 부품의

3

차원 형상을저장한

데이터베이스이다. 따라서

설계된 부품은

각

호선 별

로

제품

트리 (Tree)

및

구조(Structure)

에

맞추어 저장 된다.

즉,

카탈로그 DB

스키마를

이용하여 카탈로그 DB

에 기준부품을 생성하도록 구성되어

있다.

그리고

카

탈로그

DB에 저장된

기준부품의 메타 데이터

(Meta

data)

를

근거로

각

기준부품의 속성을

상속받은 인스 턴스

(Instance)

를

생성하면 실제로 모델링된

하나의 부 품이

다시

모델

DB

에

저장되도록

구성되어

있으며,

SM3D

에서

제공하는

것을

수정하여 사용하였다.

한국

CAD/CAM

학회 논문집 제

15

^{권 제} 1^호

2010

^년 2^월

2.2 기준부품의 속성 및코드 체계

본

개발에서는 일본 공업 규격

(JIS)에서

정의하고

있는

배관 부품의 표준 사양을 이용하였다. JIS가

정

의하고

있는 각

배관 부품의 종류 별로 속성 항목을 추출하고

이를

카탈로그 형태로 저장하였다.

2.2.1기준부품

별 속성

본

절에서는 각

기준부품을 객체로

정의하고 그

속

성을

추상화하는

과정을 설명하고자

한다.

공통된

특 성의

부품들은 부품 군으로 묶어 기술할 수

있는데, 데이터 사전에서는 이들이

클래스로 표현된다. 이러 한 부품

클래스들은, 객체

지향 개념을

바탕으로

공통 특성의 일반화

(Generalization)

및 특이 특성의

상세화

(Specialization)# 통해

계층구조로

구조화

된다.

부품 클래스를 정의하는 작업은 그 부품 클래스가 표현하

는

부품

군의

특성 즉, 속성을 정의하는 작업과

병행

적으로 이루어진다皿 侦

.

본

연구에서

기준부품의 속성

은 설계 변수의 역할을 하며, 속성 값을 입력함으로써

자동으로 모델링이

될

수 있도록 하는 과정이다. 먼저 다음과

같은

절차를 거쳐서

기준부품

별로

객체를 추 줄하였다.

① JTS

에서

정한 배관

부품의

종류 별로 중요한

속 성

정보를

추출하여 식별하였다.

②

객체 및

객체의 속성을

참조하여 DB

객체

(Entity)

로 기준부품을 정리하였다.

Fig. 4는 객체 다이어그램

(Classdiagram)

의

일부를

보여주고

있다.

Fig. 5

^는

밸브

객체를 예로 들어서 추 상화된

속성을 설명하고

있다.

재료

(Material) 및

치수

(Dimension)

의 두

가지

종류 속성으로

분리하였다.

Fig. 4.

Example of

a

class diagram

fbrpipe

and

valve.

Fig. 5.

Example

of

mapped attribute

ofa valve specified

by

JIS.

이미 언급한

바와

같이

선박해양 구조물의 배관

부

품은

국내외

표준을

만족하는

기자재 중에서 선택

구 매하여

설치조립 작업만을 수행하므로, 실제로

모델 링 과정에서는 부품의

모든

형상

정보를 표현하거나 저장할

필요가 없다. 따라서 기준부품의 형상

설계

변

수는 중요한 변수만을 남기고 상세 정보를

생략하였 다.

부품의 모델링에 필요한 속성은 기준부품이

정의 된

메타

데이터

테이블에

추가하여 카탈로그 DB에

저 장하였다.

서로

다른종류의 기준부품들일지라도 중복되는 속 성

이 많기 때문에

공통된 속성을

분류한 후에 각

속성

에 별도의

코드를

부여하여

속성

자체도

추상화할 수 있도록 하였다. 예를

들어,

압력, 온도,

재질, 도장

특 성

등은

대부분의 기준부품의 속성 정의에

필요한

공 용 값이다.

따라서 이러한 속성은

개별적으로 하나씩 지정하는 것이 아니라, 이미 분류된 속성에

코드를

부

여하여

별도의

객체로

정의한

후에 이를

기준 부품의

속성에 지정하는

방법을 선택하였다. 이렇게 함으로 써

동일한 속성을

가진

모든 기준부품은 개별적으로

속성의 항목을 일일이

추가하지

않더라도 일괄적으로

속성 항목을 추가할

수 있는 효과를얻었다.

예를

들

어

선택할수

있는

재질 속성에

새로운

재료를

추가할 경우 모든

기준부품에서

선택할 수

있는 재질에

새로

운

재료가

자동으로 추가되므로

개개의

기준부품에 재질 항목을 선택하는 것

보다는 매우 효과적이라고

할

수

있다

冋

.

Fig. 6은 각

기준부품

객체의 속성을 정의하기 위하여

이미 정의된 속성

코드만을 지정하

는

절차를 간략하게

설명한 것이다.

각

속성을

독립된 객체로 정의하는 절차는 다음과

같다.

한국CAD/CAM학회 논문집 제 15 ^{권 제} 1^호

2010

^년 2^월

64 황세윤, 이장현, 김승현, 김광식, 이성제

①

기준부품의 속성

정의 (Attributes

definition

for part

master):

각 기준부품 별로 주요 속성을 정의한 다. 각

기준부품의

속성에는 재질, 형상

변수, 최대

허 용 압력 등으로 나누며, 각 속성에는 선택이

가능한

항목을 지정

하였다.

② 속성의 코드

부여:

여러

가지 기준부품에공통으

로 사용할 수

있는

속성(형상 변수,

재질 종류,

허용 압력, 밸브 형태 등)을

별도의 객체로

정의하고 각각 에 코드번호를

부여한다.

즉, 배관 기준부품에서 사용 하는 속성을 카탈로그 DB

에 객체로 추가하였다.

속성은

두

가지

종류로

분류하였다.

각각 치수

속성

(Dimensional

attribute)과 재질

속성 (Material Attribute) 으로 분류하였으며

치수

속성은 별도의 객체로 추가

하지 않았으나, 재질

속성은

별도의 객체로 추가하였

다 冋

.

치수 속성의 경우

부품에

대한 형상

및

치수 정보를 나타내며,

재질

속성은 어떤 부품에 대해서

JIS가

정의하고

있는 기본적인

속성 값이라고

할 수 있다.

두

속성

값에

의해서

카탈로그

DB

에 저장되는 부품의 형상

및 치수, 재질 속성이

결정되게 된다.

Fig. 6(a)

는 JIS에 글로브

밸브의 여러 속성

(Valve

operator, faoe to

face, operator height,

end

preparation

(a) Attribute

of

part

master

(b) Common

code for

attribute

of

a

valve

Fig. 6. Procedure

of code generation

forpart

master.

Fig. 7. Schematic procedure

to define

the entity

of a part

master.

등) 정보를 보여주고

있다.

Fig.

6(b)

는

밸브 형태에

따라 DB

객체로

정의하고

각각에 코드번호를

부여한

것이다.

본

절에서

언급한 기준부품의 객체

및

속성 추출

및

정의 과정을 Fig.

7에 설명하였다.

2.2.2 자동

모델링을

위한

번역기

기준부품의 형상

속성

및

재질

속성을 카탈로그 DB에 등록한 후에는 각 기준부품의

인스턴스

(Instance)를 생성함으로써

개별

부품을 모델링할

수 있다.

이 과정에서 설계자는 속성(설계

변수)만을

이

용하여 개별 부품의

3

차원

형상을 생성한다. 그러나

기존에는

새로운 개별 부품의

3차원 형상을

생성할 경 우

카탈로그

DB에 등록한 기준부품의

형상

속성과

신

규로 추가할

개별

부품의

형상을사전에

모델링한

후

일치시켜야 하는 작업이 선행되어야

했다.

이를 위해

서

본

연구에서는 개별

부품의

속성에 따라서

3

차원 형상을

자동으로 생성할 수

있는

번역기

(interpreter)를

개발하였다.

설계 중인

선박 또는 의장 시스템의

모델 DB

에

개 별

부품을

직접

저장한 후에

모델의

적정성 유무를 판 단하고

오류를

수정할

경우에는

DB

서버에과도한부 하를

줄 수

있을

뿐만

아니라 대규모모델을조회하는 데

많은

시간이

필요하다. 따라서 번역기를

이용하여 개별

부품의

형상의

적정성을 판단한 후에

모델

DB 에 저장하는 것이

효율적이다.

번역기는 각 기준부품 에

Parametric

Design 방법을 구현하기 위한 기능으

로

생각할 수

있다.

즉,

번역기를 통해 카탈로그

DB 에

등록된 기준부품의

형상 속성을 바탕으로

개별 부

품의

3차원 형상을자동으로 생성하게 된다.

이때

3

차

원 형상은

속성 값에 의해 달라지며

형상

정보가 모델

DB

에 저장되게

된다.

한국

CAD/CAM

^{학회 논문집 제}

15

^{권 제}

1

^.호

2010

^년 2^월

번역기는

SM3D의 모델링

커널인 ACIS에서

제공 하는 라이브러리

및 SM3D에서

제공하는 API

(Application

Protocol Interface)를

이용하여 동적연결

(DLL: Dynamic link library)

형태의 실행컴포넌트로 개발하였다. 번역기

개발에는

Visuml

Basic을 사용하

였다.

의장 부품 모델은 간섭을 체크할 수

있는

단순한 특징형상이 필요하다.

때문에

본 연구에서는

Cylinder, Hemisphere, Sphere® 이용하여

의장 부품

모델에 특 징형상을 표현하였다.

Fig.

8은

본

연구에서

구현한

번역기의

동적

연결을 보여주는

예이다. 스프레트시트(Spread

sheet)

에

재료

속성 및 치수 속성

값을

정의하고 본

연구에서

Visual

Basic을 이용해

구현한

번역기의

DLL

형태의

실행컴

포넌트를 수행한

결과이다. 정의한 속성

값에

의해

형

상의

모습이

달라짐을 확인할 수

있다.

Fig.

9

는 카탈로그 DB에

저장된 기준부품의 속성을 상속받은 개별 부품의 3차원

모델을

생성시킨

후에

형

Fig. 9. Schematic

procedure of

component

DLL

fbr automatic modeling.

상과 속성

데이터를 확인하는

과정을

예로 보인 것이 다.

Fig. 9의 ①은 Catalogue DB에

저장된

기준 부 품의 목록을

의미하며,

②는 글로브 밸브를

생성하기

위한 실행컴포넌트의

일부를

제시하였으며, ③은

번 역기를 이용하여

얻어진 개별

부품의

3

차원 형상을 보 인

것이다.

2.2.3 부품의 코드

체계

3

차원 모델로 생성된

각

개별

부품은 동일한 종류

및

사양의 것이라

할지라도

독립된 구매 품목

및

생산 팔레트

(Pallet)로

구별되어

관리되어야 하므로

각각의 코드를

가지는 것은

당연하다.

부품의

코드

체계를 부 여하기 위해서는 설계, 구매,

생산

계획 등

전사적인

업무

절차와 자료 구조를

파악해야 하지만, 본 연구에

서는 CAD

에서 생성되는

개별

부품의

코드

체계를부 여하는 과정에만국한하였다.

구매

및

생산

계획

등의 업무에

필요한

코드 생성은 별도의

연구로

진행되어

야 할

것으로 생각된다.

부품의

형상

및 속성정보를

사용하여 코드를 부여

하면 제품의

속성 파악에 쉽게 사용할 수

있으나, 중 복적인

코드가 발생될 수

있다. 따라서

다음과

같이

형상 코드와

공용

코드 및

고유

코드를

합쳐서 코드를

정의하였다.

①

공용 코드(Common code): 배관

부품의 종류별

로 식별하기 위한 코드

② 형상 코드(Geometric code): 치수를 나타내는 코드

③ 고유 코드

(Identity

code):

데이터베이스에서 부 여하는 식별

코드)

첫째, 공용

코드는 배관 부품의

종류별 식별 코드로 써 밸브 형태

(Valve type), 압력 비율

(Pressure rating), 재질 (Material),

최종 가공

처리법 (End preparation)

정보를 병합하여

사용하였다. 둘째, 형상

코드는 CAD 상에

표현되는

치수

。WD)와

치수의

단위를 병합하여 사용하였다. 마지막으로 고유 코드는데이터베이스에 서 부여하는 식별코드로써

부품 코드의 중복을

방지 하기

위한 부품

식별

코드이다.

Fig. 10

은 글로브 밸브

(Globe valve)를 예로

들어서 생성한 코드를

보여주고 있다. 밸브

부품의 공용 코드

(GL0150M60FFFE),

형상 코드

(18IN),

그리고 고유 코드

(1457123)

을 조합하여

부품의

개별코드를 생성한

예제를

설명하였다.

부품의

개별코드는

구매,

원가 회 계 시스템 등에서 추가로 코드를 부여하여 활용할

수 있을

것이다.

한국CAD/CAM^{학회 논문집 제}

15

^{권 제} 1^호

2010

^년 2^월

66 황세윤, 이장현, 김승현, 김광식, 이성제

Fig. 10. An

example of

code

for

globe valve.

2.3 ^{기준부품의} 카탈로그 DB 등록절차

각

기준부품의

객체와 속성을 확인한 후에는 카탈 로그 DB에

등록하는 과정이

필요하다. 그러나

현실적

으로

기준부품이

종류가 매우

많으므로 하나씩

등록 하는 것은 비효율적이다.

따라서

모든

기준부품을 스 프레트시트

등과 같은 입력

파일을

작성한 후에 이

파 일을 읽어서 기준부품의

객체

테이블 및

속성을 카탈 로그

데이터베이스에 직접

생성시키는

일체

저장

(Bulkload)

방법을

사용하였다.

Fig.

11

은

Model DB

에 저장되어

있는 3차원

형상 정보와 스프레트시트에 정의한 기준부품의 속성정보를 카탈로그 DB에

일체

저장 방법을

사용하여 생성시키는

모습을 표현한

것 이다.

Fig. 11.

Schematic

concept

of

bulkload

into

catalogue

DB.

Fig.

12는 기준부품을

등록하는 순서를

글로브밸브

를

예로

들어

설명하였다.

카탈로그 등록 순서를 상세 하게 설명하면 다음과 같다.

①

기준 부품의

심볼 정의: Fig. 12(a)

에

보인

심볼

은 기준부품의

형상을 대략 표현하는 아이콘과

같은

역할이다. 이 심볼은

이미지 파일로

저장하여 카탈로

그 DB

에

저장한다.

② 심볼과 형상 속성의 관계

(Rule) 정의:

심볼과 형 상

속성의

관계는 번역기를

이용하여 연결하였다. 실 행컴포넌트는

카탈로그

DB

에

정의된설계

변수에

따

라 심볼이

3

차원 형상으로 변환될 수

있도록 하였다.

Fig. 12(b)

는

실행컴포넌트의 일부를 예제로

보인 것 이다.

③ 속성

생성:

배관 기준부품의 속성을 분류하고

코

드를 부여한

후에 CAD의

표준 코드와 동기화시킨 다. 분류한 속성을

카탈로그DB

의

메타데이터

테이 블에 추가하여 기준부품의 속성을 정의할 수

있도록 하였다. Fig. 12(c)

는

생성된 기준부품의

속성 중

밸브

종류

(Type)

를

예로 보인 것이다.

④

개발 기준부품

생성:

배관 부품을 종류 별로

분

류하여

각각의

기준

부품에

필요한

형상

및 속성

정보 를 정의한다.

이

때 기준부품의

속성은

이미

정의한

속성

객체의

코드를 지정한다.

Fig. 12(d)는 치수 (NPD,

face to face,

operator height 등)와

재료,

최 종 가공 처리법

등의

정보를 입력하여 생성된 기준

부

품을

예로 보인 것이다.

⑤ 카탈로그

DB

에

등록: 앞 단계에서의

정의한 기 준부품의 정보와 속성 정보는

Fig. 12(e)에 보인

것과 같이

별도로

개발한 일체저장

프로그램을

이용하여 한꺼번에

카탈로그

DB

에

등록하였다.

⑥

기준부품의

추가/변경/삭제 : 카탈로그 DB

에

등 록된 각 기준부품은

카탈로그

태스크

(Catalog task)에 서 항목의 추가/변경/삭제가

가능하다. Fig. 12(f)

에 보 인

것은

등록된 카탈로그의

목록이며 , 각

카탈로그의 속성을 수정하기

위한 기능이다. 이는

일부

오류가

있

는 카탈로그를 수정하기

위하여

사용하였다. 카탈로

그

태스크는 카탈로그

DB

에

등록된

밸브

하나를

Fig.

12(f) 같이

SM3D

의

카탈로그의

목록을 이용하여

항 목의 추가/변경/삭제를

하는

기능이다.

⑦

3

차원

형상 자동 생성 :

등록된기준부품은

인터 프리터를 이용하여

3

차원 모델을 생성하는

과정이다.

생성된

3차원 모델을

이용하여

도면과 자재명세서를 추출할 수

있도록

하였다.

2.4 기준 ^부품의 활용

기준부품은 3차원

모델

설계과정에서 주로 활용하

는데,상세설계와 생산설계

단계가

이에

해당된다. 또 한 기준부품은 제품수명주기관리(PLM: Product Lifecycle Management) 시스템에 필요한 제품정보

(Product

data)

로 직접 활용할

수

있으며

전사적자원관 리, 생산계획 등 기업 정보 시스템에

제공될 수 있을

한국

CAD/CAM

^{학회 논문집 제} 15^{권 제} 1^호

2010

^년 2^월

(a) Symbol ofpart master using imagefile

Interpreter

—顷過虾漩州§布^丽L一一一一

'忡土 h — _______ __________ ..._

© R^시굖tion^hip between symbol and dimensional data

m

^{uS伽M眼備* 쇼I新例秒爹 T}

E 知袖 丽 加“서 标

脚叩,

"破 哋

円 "仞说"口 爲關做呻辑丄域御I成써N Wwfrr, "(洲砰m

『癌袖溷如 础

冲戒咐"OPW".华膈■授,；

(b) Component DLL for linkageofsymbol and model

(d) Part master generation

1 재째瞬하叩

- ~

%.

二

-® Bulk load of part master

上:

「 i into cat쵸logue DB

■—* ... ，

-'

**

■!

'

"

** ， ?

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'

宀

..

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.

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SM3DCatalogueTask

新

回

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1 物部：

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0

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i^{航^}

尽

篇航謁新

ifeJCJUIJ

m O(3-SU8-12B s……O MeTwPats

@ Add/Modify/Delete part master data in Catalogue DB

~~ 第 匸j I尋満H 억八典 V枷C혀响頫MJ 縮 CH油毎□향 3W혀 如此 B 血 堡 £] C业而粉關c萄仙諷8血 衆 03鼬胸45恂醐如廉务8血 鳶 O CatteTw60Ve?M(fwfeBefid

# --C2 C独T題応]V허秋HO由洩搆血

(e)Buik load of part mater into catalogue DB

(f) Add/Modify/Delete part master datain catalogue DB

(g) Verification of part master incatalogue DB by autonaatic shapegeneration

Fig.12. Procedure

to register

the part

masters

tothe

catalogue

database.

한국

CAD/CAM

학회 논문집 제

15

^{권 저〕}

1

^호

2

^이 0^년

2

^월

68 황세윤, 이장현, 김승현, 김광식, 이성제

것이다.

Fig.

13은

배관 기준부품정보를

기업

정보 시 스템에서 활용할 수

있는 구성을개념적으로

표현하 고 있다. 특히

,

부품목록（Part

listQ

불리는 자재명 세서는 가장 중요한

설계

정보의

하나이다.

카탈로그 DB

및 모델 DB로부터 사용자가

원하는

형태의

자재 명세서로

출력해 낼

수

있도록 하였다.

아래의

Table 1

은 배관 시스템의

일부를

대상으로 추출한 자재명세 서를

예로

나타내고

있다.

계통 설계가

완료된

후에 설계용 자재명세서를 추출한

것이다.

Fig. 13.

Role of

part

master

data inthe

PLM

and

enterprise

systems.

Table1. Example

of

BOMextracted frompart master

Category Description

NPD

Code Quantity

Piping Pipe,

S-STD,

BE

⁸

in PIPEBE142DS CHI

24 ft

3 1/2

in

Valves Gate

Valve 15

^얘 (10K) 8

in

VAAAHABA HADJADAZZ

ZZUS

1

Fittings

^{90 degree}

Elbow

^{8 in}

90E39264D 1 Fittings

^{Tee, BE,}

S-STD

⁸

in

TEE39264D

1

3 ^{.결 론}

선박 의장

설계에

3

차원

CAD

를 효과적으로 적용 하기

위해서는 선급

및

국내외 표준에서 정한 부품을

편리하게 모델링할

수

있는

방법이 필요하다.

이를

위 해서 본

연구에서는

배관 부품을

대상으로 기준부품

정보를 구축하여 적용한 사례를 중심으로

방법적 절

차를

소개하였다.

배관 부품을

효율적으로

모델링할 수 있도록 기준부품의 객체

및

속성 정의

절차, 기준 부품의 데이터베이스

등록 절차와

방법을 설명하였

다.

이 과정에서 코드 부여

방법,

속성의 추상화

절차, 데이터베이스

등록

절차,

3

차원 형상의

자동 생성

번 역기 등에 대하여

설명하였다.

제시된 방법을

설명하

기 위하여

표준 규격의 하나인 JIS

에서

정의한 배관 부품 규격을

바탕으로 기준부품을

구축하는

예를 보

이고

최종적으로

3차원 형상과 자재명세서

정보를

생 성하는 예제를 제시하였다.

이를

활용하여 의장 배관 설계자는

구축된 기준부품정보로부터

표준

부품을 선 택하여

치수

및

사양

정보만을

입력함으로써

3차원

모 델과

자재명세서를 생성하는 작업을 효과적으로

수행

할

수

있음을 보였다.

감사의 글

이 논문은 2008

년도 정부재원(교육인적자원부 학술

연구조성사업비)으로 한국학술진흥재단의 지원을

받

아 연구되었습니다

(KRF-2008-331-D00721).

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황 세 윤

2005^년〜2008년 인하대학교 선박해양 공학과 학사

2008년〜현재 인하대학교 조선해양 공 학과 석사과정

관심분야: 선박 가공 역학(Mechanics), 가공•/조립 변형 해석, 印 Manufactiuing 시스템

김승현

2003^년〜2009년 인하대학교 선박해양 공학과 학사

2009년〜현재 인하대학교 조선해양공학 과 석사과정

관심분야: PLM/PDM 시스템, CAD/

CAM, System Engineering

이 장 현

1988년T993년 서울대학교 조선해양 공학과 학사

!993년시995년 서울대학교 대학원 조선해양공학과 석사

的95년〜1999년 서울대학교 대학원 조선해양공학과 박사

1999^년〜2002년 서울대학교 공학연구소 연구원

2001년〜2005년 서울대학교 디지털 선박 신기술 센터 연구원 2002년〜2005년 (줘지노스 대표이사,

PLM 컨설팅 사업본부장 2005년〜현재 인하대학교 공과대학 선

박해양공학과 부교수

관심분야: PLM/PDM ^시스템과 e- Mani^曲eturing 시스템, 디지털 선 박 생산 시스템 (Digit* Maiiufec- turing), 선박 가공 역학(Mecha&s), 가공/조립 변형 해석, 함정 Modeling & Simulation, 함정 정보 시스템

김 광 식

2004년、2006년 인히공업전문대학 선면) 해양시스템과 전문학사 2007^년〜2009년 인천대학교 산업경영

공학과 학사

20。9년〜현재 인하대학교 조선해양공학 고+ 석사과정

괸심분야: E-Manufecturing ^{시스템, 디} 지털 선박 생산 시스템 (Digital Manufacturing), 함정 Modeling

& Simulation, 함정 정보 시스템

이 성 제

2002년~2009년 인하대학교 선박해양 공학과 학사

•、재2009년〜현재 인하대학교 조선해양공

'\ 학과 석사과정

' ' f l ：=^H 관심분야: 선박 가공 역학(Mechanics), 醪 - 彗 * 7順 가공/조립 변형 해석

한국CAD/CAM학회 논문집 제 15 권 제 1 호 20! 0년 2월